Caractérisation des canaux potassiques du tubule contourné proximal et des propriétés régulatrices des canaux chlorure de la membrane basolatérale des cellules intercalaires du tubule connecteur

Caracterisation of proximal tubule potassium channels and basolateral membrane properties of intercalated cells chloride channels of connecting tubule.

• Auteur / Autrice : Laurent Pinelli
• Direction : Stéphane Lourdel
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Physiologie, physiopathologie et thérapeutique
• Date : Soutenance le 30/06/2015
• Etablissement(s) : Paris 6
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Physiologie, Physiopathologie et Thérapeutique (Paris ; 2000-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Centre de recherche des Cordeliers (Paris ; 2007-....)
• Jury : Président / Présidente : Jean-Claude Dussaule
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Rosa Vargas-Poussou, Christophe Duranton, Marc Paulais
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Romain Guinamard, Juliette Hadchouel

Mots clés

Mots clés contrôlés

Néphron

Canaux potassiques

Canaux ioniques

Mots clés libres

Canaux ioniques

Rein

Potassium

Chlorure

Patch-Clamp

Néphron

Active channels

Kidney

Résumé

Un canal chlorure de 10 pS de la membrane basolatérale des cellules intercalaires du canal connecteur présente des propriétés proches de celles de ClC-K2. Nos données de patch clamp montrent que son activité et le nombre de canaux actifs (N) augmentent avec (i) la dépolarisation membranaire (ii) la concentration en calcium externe et (iii) l’alcalinisation extra et intracellulaire. L’alcalinisation extracellulaire déplace la dépendance au voltage vers des potentiels négatifs, alors que l’alcalinisation intracellulaire augmente leur activité à des potentiels négatifs. Ces données suggèrent que le Ca2+ extracellulaire et le pH modulent l’activité des canaux ClC-K2 via une action sur la porte commune plutôt que sur les protopores des autres canaux ClC. Nous avons cherché à établir le rôle et l’identité moléculaire des canaux potassiques basolatéraux du tubule contourné proximal (PCT), peu connus. Nos résultats montrent la présence d’ARNm codant pour les sous-unités Kir4.2 et Kir5.1 dans le PCT et, par western blot et par immunohistochimie, leur expression sur la membrane basolatérale du PCT. Un canal potassique, étudié par patch-clamp, présente des propriétés semblables à celles des canaux hétérotétramériques Kir4.2/Kir5.1 sur la membrane basolatérale du PCT de souris : il présente une conductance de 47 pS, une rectification entrante induite par le Mg2+ intracellulaire, une dépendance de son activité au pHi et un blocage par le Ba2+ extracellulaire. Cependant, un phénotype rénal chez des souris invalidées pour le gène Kcnj15 codant pour Kir4.2 n’a pas pu être mis en évidence.

A 10 pS chloride channel at the basolateral side of connecting duct intercalated cells shares properties with the cloned ClC-K2 channel. Patch-clamp experiments show that its activity and the number of active channels increase with (i) membrane depolarization (ii) external calcium concentration and (iii) external and internal alkalinization. External alkalinization also shifts the voltage-dependence curve towards negative voltages while internal alkalinization flattens the voltage-dependence curve thereby raising channel activity at negative potentials. These data suggest that extracellular calcium and both extra and intracellular protons modulate ClC-K2 channels activity through an action on the common gate rather than on the protopores present in others ClC channels.The role and the molecular identity of basolateral potassium channels of the proximal convoluted tubule (PCT) are not very well known. RT-PCR results revealed the presence of mRNA encoding the Kir4.2 and Kir5.1 potassium channels subunits in mouse PCT tubular cells, and western blot and immunohistochemistry experiments showed that both proteins are expressed at the basolateral membrane of these cells. The most frequent channel observed by patch-clamp on the basolateral membrane of PCT presents a conductance of 47 pS, an inward rectification induced by intracellular Mg2+, an inhibition by extracellular Ba2+ and an activity dependent on intracellular pH. These electrophysiological properties are consistent with the presence of heteromeric Kir4.2/Kir5.1 channels in the basolateral membrane of mouse PCT. The study of mice knocked out for the Kir4.2-encoding gene Kcnj15 did not highlight a renal phenotype.